水稻全程機械化生產農機農藝融合技術的應用研究

隨著農業機械和農藝技術的不斷革新，我國農業現代化進程持續加速，水稻生產領域也迎來了重大變革，我國已經在水稻種植技術與機械裝備研發上取得顯著成果，機械化作業覆蓋率逐年提升，而水稻作為我國最主要的糧食作物之一，其生產效率與質量直接關乎國家糧食安全和民生福祉。基于此，本文針對水稻全程機械化生產中農機農藝融合技術的應用展開深入探討，通過分析水稻全程機械化生產的必要性，系統闡述秸稈機械化還田與整地、機械化育秧、插秧、田間管理、收割及烘干等環節的農機農藝融合技術具體應用要點，明確各環節關鍵操作參數，希望能夠為提高水稻生產效率、降低生產成本、推動水稻產業可持續發展提供技術支撐與實踐參考。

一、水稻全程機械化生產的必要性分析

隨著農村勞動力向城市轉移，水稻生產面臨勞動力短缺和用工成本不斷攀升的問題，傳統水稻生產從育秧、插秧、田間管理到收割，每個環節都依賴大量人力，生產效率低下，而水稻全程機械化生產能夠大幅減少人工投入，一臺高性能插秧機一天的插秧面積相當于數十名人工插秧的工作量，這樣一來不僅解決了勞動力不足的難題，還能有效降低生產成本。此外，水稻全程機械化生產有助于提高水稻生產的標準化和規范化程度，機械作業具有精準度高的特點，在播種深度、插秧間距、施肥量等方面能夠保持高度一致，就以插秧環節為例，機械插秧的株距和行距均勻，保證了水稻生長過程中良好的通風透光條件，為水稻高產穩產奠定基礎，相比之下，人工操作難以達到如此高的精準度和一致性，導致水稻生長參差不齊，影響產量和質量。而從農業可持續發展角度來看，水稻全程機械化生產可以更好地實現資源的合理利用和環境保護，在秸稈處理方面，機械化秸稈還田技術能夠將秸稈快速粉碎還田，增加土壤肥力，減少因焚燒秸稈造成的環境污染，在灌溉和施肥環節，機械化精準作業可以根據水稻生長需求精確控制水肥用量，避免水肥浪費和對水體的污染，促進農業生態系統的良性循環。

二、水稻全程機械化生產農藝農機融合技術的具體應用要點

1、秸稈機械化還田與整地

秸稈機械化還田是水稻全程機械化生產的重要起始環節，它不僅能有效處理水稻秸稈，還能改善土壤結構，在秸稈還田作業時，通常選用帶有切碎裝置的聯合收割機進行收割，在收割水稻的同時將秸稈粉碎至長度 10～15cm ，這樣就可以保證秸稈后續能夠更好地還田入土。粉碎后的秸稈均勻拋灑在田間，之后采用水田埋茬起漿機進行整地作業，水田埋茬起漿機工作時，其刀軸轉速控制在 280～320r/min ，作業深度達到 12～15cm ，行進速度保持在 1.2～1.5km/h ，通過這樣的參數設置，能夠將粉碎的秸稈充分混入土壤中，同時使田面達到平整、泥槳上泛的效果，為后續育秧和插秧創造良好的土壤條件，整地后，田塊高低差應控制在 3cm 以內，以保證后續灌溉和機械作業的均勻性。

2、機械化育秧

① 種子處理

種子處理是機械化育秧的關鍵前提，直接影響秧苗的發芽率和生長質量，要進行種子精選，采用風選或水選的方式去除枇谷、病粒和雜質，選出飽滿、大小均勻的種子，使種子凈度達到98% 以上。選種后進行曬種，將種子均勻攤在竹席或帆布上，厚度不超過 5cm ，在晴天晾曬1～2天，每天翻動3～4次，以提高種子的活力和發芽勢，曬種后進行消毒處理，用 25% 咪鮮胺乳油2000～3000倍液浸種，浸種時間根據水溫而定，水溫 15^°C 時浸種5～7天，水溫 20% 時浸種3～5天，這樣可以有效殺滅種子表面攜帶的病菌，預防惡苗病等病害，浸種后撈出種子用清水沖洗干凈然后再進行催芽，催芽時將種子堆放在溫度保持在 30～32^°C 的環境中，當 80% 以上種子破胸露白時，將溫度降至 25% 左右，攤開晾芽，待芽長不超過 2mm 時即可播種。

② 育秧基質準備

優質的育秧基質是培育壯秧的基礎，育秧基質一般由草炭、蛭石、珍珠巖等按一定比例混合而成，其pH值應控制在5.5～6.5之間，有機質含量不低于 25% ，常用的基質配方為草炭：蛭石：珍珠巖=6：3：1，同時每 1m³ 基質中添加腐熟有機肥 100～150kg 硫酸銨 2～3kg 、過磷酸鈣 5～6kg 、硫酸鉀 1～2kg ，充分攪拌均勻，使基質養分均衡。基質含水量控制在 30%～40% 為宜，用手輕握基質，指縫間有少量水珠滲出但不滴落，在裝盤前可對基質進行消毒處理，用 50% 多菌靈可濕性粉劑800～1000倍液噴灑基質，堆悶2～3h后即可裝盤使用，這樣能夠有效減少基質中病原菌的數量，降低秧苗發病概率。

③ 播種

機械化播種依托集成化水稻育秧播種流水線，其核心由鋪土、噴水、播種、覆土及鎮壓等模塊協同作業，育秧盤通過鏈條傳動裝置勻速進入流水線，鋪土裝置采用雙螺旋攪龍結構，攪龍轉速保持在 180～220r/min ，配合可調節高度的刮板，將育秧基質均勻鋪設至盤內。通過調節傳送帶速度（ 0.8～1.2m/min 與基質輸送量 120～150kg/min ，精準控制 1.2～1.5kg/ 盤的鋪土量，形成2～2.5cm 的基質層，為后續作業奠定基礎。噴水環節采用高壓霧化噴頭，工作壓力維持在 0.2～0.3Mpa ，通過傳感器實時監測基質濕度，當含水量低于 60% 時自動啟動補水程序，噴頭沿傳送帶方向以8～10次 /min 的頻率往復擺動，確保基質含水量均勻提升至60%～70% ，為種子萌發創造適宜濕度條件。播種模塊采用氣力式或離心式排種器，以氣力式為例，通過調節風機風壓（8～12kpa ）與排種輪轉速（ 30～50r/min， ，實現精準定量播種。針對常規稻品種，通過調節排種孔尺寸，配合傳送帶 0.6～0.8m/min 的運行速度，可穩定控制100～120g/盤的播種量；雜交稻品種則通過更換專用排種盤，將每盤播種量精準控制在 60～80g ，播種均勻度通過激光測距傳感器實時監測，當變異系數超過 15% 時，系統自動調整排種參數。

④ 育秧管理

育秧期間的管理對培育壯秧至關重要，在溫度管理方面，播種后至出苗前，保持棚內溫度在 30～32% ，促進種子快速發芽，當 80% 種子出苗后，及時通風降溫，將溫度降至 25% 左右，防止秧苗徒長，在秧苗1葉1心期，溫度控制在 22～25%，2 葉1心期溫度控制在 20～229C，3 葉期后逐漸煉苗，白天揭開棚膜兩端通風，夜間根據氣溫情況適當覆蓋，使秧苗適應外界環境。水分管理遵循“旱長根、濕長芽\"的原則，在播種至出苗前，保持基質濕潤，一般不需要額外澆水，出苗后根據基質干濕情況進行澆水，當基質表面發白、秧苗芯葉卷曲時及時補水，澆水要澆透，但避免積水，在施肥方面在秧苗1葉1心期，結合澆水追施“斷奶肥”，苗床施用硫酸銨 15～20g/m² ，兌水 1～1.5kg 均勻噴灑。在移栽前3～4天追施“送嫁肥”，苗床施用硫酸銨 20～25g/m² ，增強秧苗抗逆性，提高移栽后的成活率。此外，要加強病蟲害防治，定期檢查秧苗生長情況，發現病蟲害及時防治，常見的秧苗病害有立枯病、青枯病，可選用甲霜靈、惡霉靈等藥劑進行防治；蟲害主要有稻飛虱、薊馬等，可選用吡蟲啉、噻蟲嗪等藥劑進行噴霧防治。

3、機械化插秧

機械化插秧要根據水稻品種特性、土壤肥力和種植區域合理選擇插秧機類型和插秧規格，對于常規稻品種，一般采用行距30cm 株距 12～14cm 的插秧規格，每穴栽插3～4株基本苗；雜交稻品種通常采用行距 30cm 、株距 16～18cm 的規格，每穴栽插 1～ 2株基本苗。在插秧前，要對插秧機進行調試和檢查，確保插秧機的插秧深度、株距、行距等參數準確無誤，插秧機的插秧深度控制在 1.5～2.5cm ，過深會影響秧苗返青和分蘗，過淺則容易造成漂秧，插秧機的作業速度應根據秧苗素質和田間條件合理調整，一般控制在 2～3km/h ，在保證插秧質量的前提下提高作業效率，插秧時要求做到不漂秧、不缺穴，漏插率不超過 5% ，傷秧率不超過 4% 。

4、機械化田間管理

① 施肥

機械化施肥采用變量施肥技術，依托北斗導航定位、土壤傳感器等智能設備，實現肥料精準投放，基肥施用環節，撒肥機搭載離心式拋撒裝置，通過調節排肥口開度和葉輪轉速，將腐熟有機肥和化肥均勻拋撒至田間。以2FG-12型撒肥機為例，作業時行進速度控制在 3～4km/h ，葉輪轉速保持在 800～1000r/min ，可使肥料橫向覆蓋寬度達 6～8m ，確保每畝 1500～2000kg 有機肥與化肥均勻入土。分蘗肥施用階段，側深施肥機通過特制的開溝器在秧苗一側 3～5cm 處開溝，將尿素等肥料精準施于5～8cm 深度土層，既減少肥料流失，又促進根系快速吸收，作業時，施肥機與插秧機同步行進，行進速度控制在 2～2.5km/ h，排肥量根據預設參數自動調節，保證每畝 8～10kg 尿素的精準投放。穗肥和粒肥施用采用噴桿式施肥機與植保無人機結合的方式。幼穗分化初期，噴桿式施肥機以 0.3～0.5Mpa 的工作壓力，將尿素與氯化鉀混合溶液均勻噴灑于植株，噴幅寬度 10～12m ，行進速度 4～5km/h ，抽穗后進行粒肥噴施時，植保無人機憑借其低空精準作業優勢，以 2～3m/s 的飛行速度 .1.5～2m 的噴幅高度，將 0.2%～0.3% 磷酸二氫鉀溶液均勻霧化至冠層，既避免人工噴施的不均勻性，又提高作業效率，確保水稻灌漿期養分高效供給。

② 灌溉

機械化灌溉采用節水灌溉技術，通過管道輸水和智能控制設備實現精準灌溉，在水稻生長前期，即插秧至分蘗期，田間保持 3～5cm 的淺水層，有利于提高地溫，促進秧苗返青和分蘗，當田間莖蘗數達到預期穗數的 80% 左右時，開始曬田，曬田程度以田面出現微裂、白根外露為宜，曬田時間一般為5～7天，控制無效分藥，提高水稻抗倒伏能力。在水稻拔節孕穗期，田間保持5～8cm 的水層，滿足水稻生長對水分的需求，促進幼穗分化和發育。在抽穗揚花期，田間保持 3～5cm 的淺水層，為水稻抽穗揚花創造良好的環境條件，在灌漿結實期，采用干濕交替的灌溉方式，即灌一次水，待水層自然落干后2～3天再灌下一次水，以提高土壤通氣性，增強根系活力，促進水稻灌漿結實，提高稻米品質。

③ 病蟲害防治

在水稻病蟲害防治環節，機械化技術的深度應用顯著提升了防治效率與精準度，病蟲害監測借助物聯網傳感設備與高光譜遙感技術，田間部署的溫濕度、蟲情監測儀可實時采集數據，通過無線傳輸模塊將信息上傳至智慧農業平臺，高光譜遙感衛星或無人機則定期對稻田進行掃描，通過分析植被指數和光譜反射率，精準識別稻瘟病、稻飛虱等病蟲害的發生區域與程度，提前3～5天預判防治適期，為施藥作業爭取主動。植保無人機施藥作業時，以多旋翼機型為例，其配備的變量噴霧系統可根據病蟲害分布密度自動調節噴藥量，針對稻瘟病防治，在發病初期使用 20% 三環唑可濕性粉劑時，先將藥劑按1：300～400的比例兌水稀釋，通過無人機的離心式噴頭，以 0.3～0.4Mpa 的壓力將藥液霧化成 50～150upμm 的霧滴，確保藥劑能充分附著在葉片正反面，飛行過程中，無人機保持 1.5～2m 的定高飛行，作業速度控制在 5～7m/s ，相鄰航帶重疊率達 30%～40% ，保證藥劑均勻覆蓋。防治稻飛虱時，選用 25% 吡蚜酮懸浮劑，同樣按1：1000～1500的比例稀釋后，利用無人機的下壓氣流將霧滴精準送達稻株基部，為應對稻飛虱的遷飛特性，可采用編隊飛行模式，多架無人機同時作業，擴大防治范圍，作業時，根據水稻株高動態調整飛行高度，分蘗期保持 1.5m ，孕穗期提升至 1.8～2m ，確保藥劑穿透冠層，實現有效觸殺，同時減少農藥漂移，降低對周邊環境的影響。

5、機械化收割

機械化收割應根據水稻成熟度適時進行，當水稻 90% 以上谷粒變黃、穗軸基部變黃、穎殼堅硬時為最佳收割期，常用的水稻聯合收割機有全喂入式和半喂入式兩種。全喂入式聯合收割機適用于收獲倒伏水稻和低產田水稻，半喂入式聯合收割機收割的水稻莖稈完整，有利于后續秸稈還田和綜合利用。在收割作業前，要對收割機進行全面檢查和調試，調整好割茬高度、脫粒滾筒轉速、清選篩開度等參數。割茬高度控制在15～25cm ，脫粒滾筒轉速根據水稻品種和成熟度調整，一般為800～1200r/min ，清選篩開度根據籽粒大小和含雜情況調整，保證收獲的稻谷清潔度達到 98% 以上，收割機的作業速度根據水稻生長密度和成熟度合理控制，一般為 2～4km/h ，確保收割質量和作業效率。

6、機械化烘干

水稻機械化烘干環節依托多種類型谷物烘干機，以循環式和連續式烘干機應用最為廣泛，循環式烘干機采用批式循環作業模式，連續式烘干機則實現稻谷的連續進出料，二者均配備智能控制系統，可根據稻谷特性精準調控烘干流程。烘干前的清理工序至關重要，通常采用振動篩、比重去石機與風選器組合設備，振動篩通過篩網孔徑為 2～3mm 的篩面，分離稻谷中的秸稈、稻殼等大顆粒雜質；比重去石機利用物料比重差異，去除砂石等重質雜質；風選器以 3～5m/s 的風速，將癟谷和輕質雜物分離，使稻谷凈度提升至 98% 以上，減少雜質對烘干效率的影響。烘干過程中，以5HXG～15型循環式谷物烘干機為例，當處理含水量25%～30% 的稻谷時，低溫循環烘干模式下，熱風爐將空氣加熱至 40～45°C 后送入烘干倉。烘干機通過變頻調速裝置，將稻谷循環速度控制在每小時3～5次，確保稻谷在烘干倉內均勻受熱，內置的電容式水分傳感器每 15min 自動檢測1次稻谷含水量，當含水量降至 15%～16% 時，系統自動降低熱風溫度至 35～40% ，進入緩舒階段，使稻谷內部水分充分擴散。當含水量降至 13% 214% 時，烘干機啟動冷卻系統，通過常溫風機以 1500～2000m³/h 的風量，將稻谷溫度降至與環境溫度溫差不超過 5% ，避免因高溫導致稻谷爆腰或營養成分流失，烘干后的稻谷經皮帶輸送機輸送至專用糧倉儲存，整個過程實現自動化監控與操作，既保障了稻谷品質，又大幅提升了烘干效率。

總之，水稻全程機械化生產農機農藝融合技術的應用，對于提高水稻生產效率、降低生產成本、保障國家糧食安全具有重要意義，通過對秸稈機械化還田與整地、機械化育秧、插秧、田間管理、收割及烘干等環節農機農藝融合技術的深人研究和實踐應用，明確了各環節關鍵操作參數，為水稻全程機械化生產提供了技術保障。然而，在實際應用過程中，還需要不斷總結經驗，根據不同地區的土壤條件、氣候特點和種植習慣，進一步優化農機農藝融合技術，加強農機與農藝的協同創新，推動水稻全程機械化生產向更高水平發展，未來，隨著科技的不斷進步，水稻全程機械化生產農機農藝融合技術將不斷完善和創新，為我國水稻產業的可持續發展注入新的動力。

（作者單位：231231安徽省合肥市肥西縣豐樂鎮人民政府）